Epic Games VR項目美術總監詳解《Robo Recall》的美術優化技巧

4月24日，Epic Games VR項目美術總監Jerome Platteaux出席Unreal Open Day活動，其詳細分享了參與《Robo Recall》設計得到一些經驗和想法，包括遊戲設計理念、各類機器人設計、武器、場景、優化、抗鋸齒等等一系列詳細的思考與建議。

以下是演講內容，VRZINC整理有刪減：

Jerome Platteaux：首先談一下《Robo Recall》的起源，2015年我們12個人的小團隊，用十周的時間為OculusTouch製作了遊戲Demo，因此我們重複利用了很多Epic項目中的資源以及市場上買的一些資源。當然，我們也做了一些新的環境以及場景，比如說火車站和火車內部。

我們從中學到了什麼？關於好的方面

1.首先我們大概知道了預算的範圍，要跑到90禎需要單眼150萬個多邊形，一千Drawcall。

2.另外我們發現，場景設計的時候如果有層疊的元素，這種視覺上的視差，能夠在VR里產生很好的深度感受。

3.此外用戶沉浸在VR環境中，對尺度、距離以及東西的大小是非常敏感的。

4.反射在VR裡面的效果看上去非常好，讓整個場景看上去更加豐富。

5.比較亮的環境可以在VR裡面有比較好的效果，比如避免一些鏡片產生的眩光和HMD的效果。

6.在VR中的交互是很有趣的，例如抓東西、拿東西等等。

接下來哪些是不好的呢？

1.首先Budget很小，我們的資源很少。

2.另外我們做了一些反射，不是所有地方都有，哪裡擺了就哪裡有，所以不能大量的使用。

3.動態的影子和反射出來一樣，只是給了某些機器人做了假的陰影，所以也不能到處使用，我們需要研究怎麼樣能夠有更多的解決方法。

4.我們在《Robo Recall》裡面的角色看上去太像人類了，在VR裡面這種你對著人打的感受非常真實，所以感覺不是很好，在VR裡面這種容忍度會很低。

幾個月以後我們就開始正式製作整個遊戲。，15個核心成員的團隊，部分內容外包，用了大概12個月完成。遊戲的最低配置是在i5的處理器和nVida Gtx970顯卡，畫面在《Bullet Train》的基礎上做出很大的提升。這也是我們第一個VR的遊戲，所以我們需要把它做得更好。

遊戲設計理念

1.首先需要讓玩家感覺你是救世主，大家指望你改變這個世界或者怎麼樣。

2.另外要營造出一種街機遊戲的感覺，也就是節奏非常快的，不斷地變化、色彩的豐富等等。

3.此外在環境設計上比較接地氣是好的選擇，需要一些大家熟悉的地點，這樣比較容易理解。

4.遊戲需要對特殊的平台，比如說Oculus Touch有一些特性，在別的遊戲平台上是不會有這些的。

5.遊戲的時間最大限制在20分鐘左右，所以說遊戲的節奏是非常緊湊的、有趣的一個過程。玩了以後就可以脫下眼鏡休息一下。

機器人設計的思考

1.剛才提到機器人太像真人的話會給人感覺不好，所以我們選擇純粹機器人的設計。

2.色彩需要比較豐富，配合一些有趣的動畫和聲效。

3.讓它們看上去像一些壞傢伙，讓玩家有衝動去攻擊他們，而不是乖寶寶的形象。

4.這些機器人需要方向、尺寸、速度上有各種各樣的變化。在VR中玩家頭部不斷地旋轉可以很好的判斷這個空間，所以每一波怪過來的時候，有不同的方向、大小、速度給人的感覺會非常好。

人型機器人是主要的機器人類型，尺寸上它比人稍微大一點，強壯一點，外形的輪廓是接近人型，可以表現部分的情感。通過不同的姿態和顏色的衣服，玩家可以很快識別它是什麼樣的類型的機器人。

這些是爬行機器人和無人機。這些爬行機器人的大小和距離需要反覆考量。它們看上去有點噁心和可怕，像蜘蛛一樣，可以直接跳到你的臉上來抓你。而無人機我們用了爬行機器人的模型，把腿去掉作為一個基礎。

大型機器人看上去很大，但不能太大。太大以後尺寸的感受會降低，在遠近距離看上去都要比較合適。近的時候覺得很高，遠的時候可以看到他，而且它的行動比較緩慢，可以駕駛和控制。

快速機器人，這個尺寸會稍微小一點，但跑動非常快，並且會瞬移，看上去更像女性的外觀。

飛行機器人，這個機器人就像一個炮台一樣，在地面上射出火箭彈。在地面上它行動緩慢，但在空中比較靈活迅速。

然後是最終的BOSS。因為時間的關係，所以我們並沒有新的概念原畫，我們重複使用了《Bullet Train》中的模型。

為了製作這些大小、速度各種各樣的機器人，我們通過原型機器人開始製作。這樣好處在於：

1.這些原型的尺寸可以快速進行反覆修改。

2.可以清楚地看到比例關係，剛才提到VR中尺寸和比例是非常關鍵的，所以需要在VR中不斷地去察看和調整。

3.另外在VR中不斷地去察看哪些部分是看到最多的，比如機器人人眼部分高度是最高的，我們會在這個部分增加更多的細節。

4.找到那些交互的點，比如這個機器人背後有一個可以拉的東西。

5.一旦我們有一個大致的原型做完之後，設計師和動畫師就可以在這個上面進行工作了。

6.原型尺寸和我們遊戲當中的尺寸的資源應該是接近的，這樣的話我們不會把原型尺寸替代掉之後，產生很多效能方面的問題。

這是最終的一些資源。最終資源是來自於最終的原型尺寸，以此為基礎，再做高模。然後使用第三方面具，例如Marvelous designer來進行製作和建模，最終遊戲模型是在3DSMAX里做完的。每個模型大概兩到三套，也就是兩到三個材質，這樣做的話是為了盡量減少模型的數量。

貼圖是以Substance為中心，共享材質給所有的機器人，因為遊戲性的關係，我們還需要做一些破損或者說可以拉扯的模型。

武器的設計

1.首先我們不想讓武器看上去太真實，我們最終決定在玩具槍和真槍做一個平衡，用這種風格的槍在VR裡面感受是最好的。

2.但也不能太大，因為在VR中重量感，手感也就這麼重，看上去很大手柄很輕感受也不是很好。

3.只做單手槍，而不做雙手槍，雙手槍會有物理剛體的連接，所以盡量少去模擬，而是完全跟手的控制器所匹配。

4.資源的創建流程和剛才說的角色是一致的。

關於玩家手部設計，由於遊戲的動作還是很複雜的，比如說可以去拉扯，把別的壞蛋扔掉。這些動畫很複雜，在沒有很多時間或者很好的解決方案情況下，盡量避免去做一些額外的嘗試，比如說用IK去嘗試，這樣的效果不是很好。

關於場景的設計

剛才提到了是基於真實的地點，看上去比較接地氣。於這些我們可以找到一些參考資料，比例、關係都是正確的，而不是像一些未來的設計，有非常大的隨意性。當然我們也會加一些未來的元素在裡面，主要是為了定義時間，遊戲大概是發生在什麼時候。此外對於遊戲性也起了一些作用，比如說圖片里的一些元素，看上去很帥。

事實上我去舊金山拍了很多的照片，使照片建模的方式，還原出了當地的環境。因為有這些相對的細節，所以我們可以很好的感受出它的尺寸以及比例。然後用這些資源去拼接整個城市。

接下去有一個問題，需要多少種不同的變化或者建築才能夠表現一個城市或者足夠的變化？需要很多。在這個基礎上我們把機器人放進去之後，可以知道這樣的機器人放在真實的環境里到底是什麼樣的環境。

此外我們加了一些裝飾物進去，比如說車、垃圾筒之類的。因為創建一部分新的資源，再加上團隊很小，所以我們進行了一些外包。

我們只外包照片有的東西，因為它可以很方便的找到素材並減少一些迷惑的地方。我們的需求包括，

1.是這些資源是模塊化、可以拼接的。

2.每個模塊小於三萬個點。

3.每個模塊一到兩塊的貼圖。

4.窗戶採用另外特殊的材質，我會在接下去展示給大家。

5.碰撞的模型也需要製作。

外包的優勢在於，這些回來的東西看上去非常不錯的，中國這邊主要是在控制品質和流程。第二個團隊可以很方便的進行增減。

不能外包的東西，比如說優化這部分內容，需要自己做。

一些注意點和小技巧

1.比如說帶窗戶的室內，我們不能建太多的真實模型，這樣面太多了。所以我們用一個特殊的材質，在不的角度能看到不同的東西，模擬真實室內透視的效果。

每個窗戶的話只有一個面，賦上這個材質的話，通過攝像機和面的夾角來計算UV，使右上角的貼圖在不同角度看到不的面，來模擬室內的效果。

2.因為我們遊戲可以抓東西，抓起來離攝像機很近的情況下，可以看到很多的細節。在VR裡面這些細節是非常引人注目的，所謂我們加了一些細節的法線貼圖。

3.檢查你的粗糙度貼圖。其實在VR中我們對物體表面的光澤要敏感的多，所以物體小的變化以及光澤反射的變化，在VR中會特別的敏感。

燈光的選擇

因為場景很大，而且需要快速移動，我們使用了靜態的光源，靜態的天光，提供一個固定的直射光。

此外我們使用了反射捕捉，打開環境圖象的混合，這主要是將某些區域的反射屏蔽掉，看上去更加真實。

另外加入了一個新的平面去表現非常精確的反射。值得注意的是，這些平面的反射是消耗非常大，所以必須確保選擇性的使用。此外我們還把這些平面反射在不同的區域獨立開來，這樣在玩家進行瞬移或行走的時候，可以選擇只在玩家的區域顯示，在別的區域關閉。

對於角色，直射光我們使用了膠囊體，同樣我們還用了非直射光，這個天光的陰影，可以讓角色很好的貼到對面上。

我們打開了Single Sample 這樣可以不進行反射，也就是角色不受環境的影響。

另外我們使用了燈光方案。以前要表現白天和晚上可能要複製這個關卡，現在我們有燈光方案的功能，我們可以使Environment進行分開，同一時間激活一種燈光的環境。

同樣的一些資源，我們也可以生成非常多的變化，同樣的資源也可以產生不的遊戲性，亮暗是不一樣的。

優化和解決鋸齒

我們用的是PC上的前置渲染，好處是總體會快一些，可以使用Msaa的方式，能夠產生更清晰的圖像效果，此外前置渲染也有本身特有的功能。

然而前項渲染不好的地方在於，是Msaa在有很多三角面的情況下，運速非常慢。而且如果不是物體邊緣而是物體中間的一些高光的聚集，Msaa是無能為力的。

什麼時候開始優化你的VR項目呢？這是全程都需要考慮的事情，讓它保持在這個標準，比如90 FPS，否則會產生一些運動效果。有時甚至快速且粗暴的優化也是好的，把它控制在你的預算當中，之後做一些細節調整，保證畫面的品質。

這些是《Robo Recall》在打包輸出的時，使用渲染參數的設計。基於屏幕的、空間的反射關掉，以及動態的模糊關掉等等，大家可以參考。

場景的優化方面，最有效的方法，是物體距離的剔除，然後不能剔除的就做LODs。做LOD的模型可以大大減少消耗。盡量的在這種模式下減少反光，藍的就是OK的。在《Robo Recall》里很多窗戶的邊框做成貼圖也是為了減少模型鋸齒量，如果是模型的話，消耗會非常大。

另外是一個HLODs，它的作用就是會把在地點附近、周圍的一些多邊形，自動聚集在一起，來減少材質球的數量。剛才提到過了，合并的同時除了減量還可以減材質。

講一下關於鋸齒的解決方案。默認情況下引擎使用的是TA，而且TA是非常好的抗鋸齒的方式，但是它會讓圖像稍微變的模糊一些，特別是在非常大的畫面和非常低的解析度情況下，在VR里都佔到了這兩項，畫面很大，它的密度是很低的，這種模糊會被放大。

在PBI渲染上面，如果使用Msaa對高光是無能為力的，大家可以從圖像上看到高光的鋸齒，我們怎麼來解決這個問題呢？我們可以使用它的法線貼圖來取得模型轉折處的信息，將這些信息疊加到它的粗糙度貼圖上，來降低轉折處的粗糙度。粗糙度降低了它的高光就會減少了，看上去高光就比較弱了。

UI在VR裡面是非常大的話題，而且關於聲效，我們做了動態的音樂來體現三維空間的效果。在VR里怎麼做過程動畫呢？我們會專門教你怎們在Controlles做共享動畫。由於時間關係，大家如果要研究這個遊戲的話，可以直接去我們的Accessible上下載。謝謝大家！